车牌识别分三步:车牌定位,车牌字符分割,车牌字符识别。
本篇就车牌定位进行讲述。车牌定位顾名思义——找出车牌的位置。如何实现,又分三步:图像预处理,数学形态学粗定位,长宽比例精确定位。
首先,对图像预处理:
#-*- coding: utf-8 -*-
import cv2
import numpy as np
def Process(img):
# 高斯平滑
gaussian = cv2.GaussianBlur(img, (3, 3), 0, 0, cv2.BORDER_DEFAULT)
#cv2.GaussianBlur(src,ksize,sigmaX[,sigmaxY[,borderType]]])高斯滤波函数
#src: 输入图像
#ksize: 高斯内核大小,元组类型
#sigmaX: 高斯核函数在X方向上的标准偏差
#sigmaY: 高斯核函数在Y方向上的标准偏差,如果sigmaY是0,则函数会自动将sigmaY的值设置为与sigmaX相同的值,如果sigmaX和sigmaY都是0,这两个值将由ksize[0]和ksize[1]计算而来。建议将size、sigmaX和sigmaY都指定出来。
#borderType: 推断图像外部像素的某种便捷模式,有默认值cv2.BORDER_DEFAULT,如果没有特殊需要不用更改,具体可以参考borderInterpolate()函数。
# 中值滤波
median = cv2.medianBlur(gaussian, 5)
#cv2.medianBlur(src,ksize)
#src: 输入图像
#ksize: 高斯内核大小,元组类型
# Sobel算子
# 梯度方向: x
sobel = cv2.Sobel(median, cv2.CV_8U, 1, 0, ksize=3)
# 利用Sobel方法可以进行sobel边缘检测
# img表示源图像,即进行边缘检测的图像
# 图像深度是cv2.CV_8U、cv2.CV_16U、cv2.CV_16S、cv2.CV_32F以及cv2.CV_64F其中的某一个
# 第三和第四个参数分别是对X和Y方向的导数(即dx,dy),对于图像来说就是差分,这里1表示对X求偏导(差分),0表示不对Y求导(差分)。其中,X还可以求2次导。
# 注意:对X求导就是检测X方向上是否有边缘。
# 第五个参数ksize是指核的大小。
# 这里说明一下,这个参数的前四个参数都没有给谁赋值,而ksize则是被赋值的对象
# 实际上,这是可省略的参数,而前四个是不可省的参数。注意其中的不同点值化
ret, binary = cv2.threshold(sobel, 170, 255, cv2.THRESH_BINARY)
#灰度值小于175的点置0,灰度值大于175的点置255
#最后的参数是阈值类型,对应一个公式,一般用这个就可以
然后,数学形态学处理: 形态学处理的核心就是定义结构元素,一般情况下对二值化图像进行的操作。
# 膨胀和腐蚀操作的核函数
element1 = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT, (9, 1))
element2 = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT, (9, 7))
#第一个参数定义结构元素,如椭圆(MORPH_ELLIPSE)、交叉形结构(MORPH_CROSS)和矩形(MORPH_RECT)
#第二个参数就是指和函数的size,9×1
# 膨胀一次,让轮廓突出
dilation = cv2.dilate(binary, element2, iterations=1)
# 腐蚀一次,去掉细小杂点
erosion = cv2.erode(dilation, element1, iterations=1)
# 再次膨胀,让轮廓更明显
dilation2 = cv2.dilate(erosion, element2, iterations=3)
#存储中间图片
cv2.imwrite("binary.png", binary)
cv2.imwrite("dilation.png", dilation)
cv2.imwrite("erosion.png", erosion)
cv2.imwrite("dilation2.png", dilation2)
return dilation2
最后:查找轮廓,精确定位
def GetRegion(img):
regions = []
# 查找轮廓
_, contours, hierarchy = cv2.findContours(img, cv2.RETR_TREE, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
#三个输入参数:输入图像(二值图像),轮廓检索方式,轮廓近似方法
#轮廓检索方式:cv2.RETR_EXTERNAL 只检测外轮廓。cv2.RETR_LIST 检测的轮廓不建立等级关系。cv2.RETR_CCOMP 建立两个等级的轮廓,上面一层为外边界,里面一层为内孔的边界信息。cv2.RETR_TREE 建立一个等级树结构的轮廓
#轮廓近似方法:cv2.CHAIN_APPROX_NONE 存储所有边界点。cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE 压缩垂直、水平、对角方向,只保留端点。cv2.CHAIN_APPROX_TX89_L1 使用teh-Chini近似算法。cv2.CHAIN_APPROX_TC89_KCOS 使用teh-Chini近似算法
#三个返回值:图像,轮廓,轮廓的层析结构
#筛选面积小的
for contour in contours:
#计算该轮廓的面积
area = cv2.contourArea(contour)
#面积小的都筛选掉
if (area < 2000):
continue
#轮廓近似,作用很小
epslion = 1e-3 * cv2.arcLength(contour, True)
approx = cv2.approxPolyDP(contour, epslion, True)
#epsilon,是从轮廓到近似轮廓的最大距离。是一个准确率参数,好的epsilon的选择可以得到正确的输出。True决定曲线是否闭合。
# 找到最小的矩形,该矩形可能有方向
rect = cv2.minAreaRect(contour)
# box是四个点的坐标
box = cv2.boxPoints(rect)
box = np.int0(box)
## 计算高和宽
height = abs(box[0][1] - box[2][1])
width = abs(box[0][0] - box[2][0])
#车牌正常情况下长高比在2-5之间
ratio =float(width) / float(height)
if (ratio < 5 and ratio > 2):
regions.append(box)
return regions
def detect(img):
# 灰度化
gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
# 预处理及形态学处理,得到可以查找矩形的图片
prc = Process(gray)
#得到车牌轮廓
regions = GetRegion(prc)
print('[INFO]:Detect %d license plates' % len(regions))
#用绿线画出这些找到的轮廓
for box in regions:
cv2.drawContours(img, [box], 0, (0, 255, 0), 2)
#五个输入参数:原始图像,轮廓,轮廓的索引(当设置为-1时,绘制所有轮廓),画笔颜色,画笔大小
#一个返回值:返回绘制了轮廓的图像
cv2.imshow('Result', img)
#保存结果文件名
cv2.imwrite('result.jpg', img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()
if __name__ == '__main__':
#输入的参数为图片的路径
img = cv2.imread('1.jpg')
detect(img)